Введение - Выбор трансформатора
Усилитель - это активный четырехполюсник (Рис. 1), к входным зажимам которого подводится входной сигнал U1,а к выходным присоединено сопротивление нагрузки Rн.
Мощность сигнала, выделяющаяся в нагрузке усилителя, представляет собой преобразованную энергию источников питания, управляемую входным напряжением или входным током.
Мощность сигнала на выходе усилителя больше, чем мощность на его входе. Это и отличает усилители от пассивных четырехполюсников, таких, как, например, трансформаторы, с помощью которых можно повысить напряжение или ток, но нельзя повысить мощность.
Источником входного сигнала может служить звукосниматель, фотоэлемент, микрофон, термопара и др. Нагрузкой усилителя обычно бывает громкоговоритель, записывающая головка магнитофона, электроннолучевая трубка и др.
Усилители можно разделить на различные типы по ряду признаков.
По роду усиливаемых электрических сигналов [1]:
Усилители гармонических сигналов.
Усилители импульсных сигналов.
К усилителям гармонических сигналов относятся микрофонные, магнитофонные, граммофонные записи звука и др.
К усилителям импульсных сигналов относятся усилители, предназначенные для усиления импульсных сигналов связи, радиолокации, телевидения, счетно-решающих устройств и др.
По ширине полосы частот входного сигнала:
Усилители постоянного тока.
Усилители переменного тока низкой и высокой частоты.
Усилители постоянного тока предназначаются для усиления постоянного или медленно меняющегося напряжения (тока) в пределах от частоты Fн=0 до частоты Fв, т. е. для усиления как постоянной, так и переменной составляющих входного сигнала.
Усилители переменного тока низкой и высокой частоты предназначаются для усиления сигнала с частотой от Fн до Fв. К таким усилителям относятся усилители гармонических и импульсных сигналов. В зависимости от диапазона частот входного сигнала усилители могут быть узкополосными и широкополосными [1].
Узкополосные усилители предназначаются для усиления сигналов в узкой полосе частот, например, от десятков герц до 15 кГц. Такие усилители часто называют усилителями низкой частоты. К узкополосным усилителям можно отнести и специальные избирательные усилители с полосой частот в несколько сот герц.
Широкополосные усилители предназначаются для усиления сигналов с более широким спектром частот, например, от нескольких десятков герц до нескольких мегагерц, и используются в качестве видеоусилителей, усилителей счетно-решающих устройств, усилителей радиолокационных устройств и др.
Усилители высокой частоты (УВЧ) или резонансные усилители применяются для усиления сигналов несущей частоты (как модулированных, так и немодулированных), например, принимаемых приемной антенной радиоприемного устройства. Кроме того, такие усилители используются для усиления промежуточной частоты в супергетеродинных приемниках.
Нагрузкой усилителей обычно являются колебательные контуры. Полоса частот, пропускаемая такими усилителями, зависит от параметров колебательных контуров и резонансной частоты и измеряется единицами, десятками и сотнями килогерц.
Основные показатели усилителей.
Усилители имеют показатели, характеризующие их свойства [1]. К таким показателям относятся:
Коэффициент усиления.
Диапазон частот входного сигнала.
Выходная мощность.
Коэффициент полезного действия.
Чувствительность.
Искажения.
Собственные помехи.
1. Коэффициент усиления.
Коэффициент усиления усилителя может быть по напряжению Кu, по току Ki, по мощности Kp.
Коэффициент усиления показывает, во сколько раз напряжение, ток или мощность на выходе усилителя больше соответствующих значений на его входе. Коэффициент усиления может быть выражен в отвлеченных или в логарифмических единицах.
В отвлеченных единицах:
Ku=Uвых/Uвх Ki=Iвых/Iвх Kp=Pвых/Pвх
Для многокаскадных усилителей общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов.
2. Диапазон частот входного сигнала.
Диапазон частот входного сигнала зависит от назначения усилителя. Узкополосные усилители обычно предназначаются для усиления гармонических сигналов с частотным спектром от десятков герц до 10-15 кГц.
Широкополосные усилители предназначаются для более широкой полосы частот, например, от десятков герц до нескольких мегагерц. Это объясняется тем, что в большинстве случаев широкополосные усилители усиливают импульсные сигналы, которые можно представить в виде суммы гармонических составляющих. Спектральный состав импульсов зависит от формы и длительности импульсов. Спектр импульсов безграничен, но с увеличением номера гармоник их амплитуда убывает. Для практического воспроизведения формы импульсов можно ограничится лишь частью спектра. Так, для прямоугольного импульса за ширину полосы входного сигнала принимают полосу частот П, определяемую выражением:
П=2/tи,
Где tи - длительность импульса.
3. Выходная мощность.
Выходная мощность усилителя в зависимости от его назначения может быть от сотых долей ватта до сотен ватт. Максимальная мощность, которую можно получить на выходе усилителя при условии, что величина искажений сигнала на выходе не превысит заданной величины, называется номинальной мощностью. Эта мощность указывается в техническом паспорте прибора. При электрических испытаниях усилителей номинальная мощность определяется по величине выходного напряжения усилителя. Для этого на вход усилителя от звукового генератора подается напряжение с частотой 400 или 1000 Гц. Величина входного напряжения должна быть такой, чтобы на выходе усилителя установилось напряжение, равное значению: Uвых= Pвых Rн.
4. Коэффициент полезного действия.
Коэффициент полезного действия (КПД) усилителя представляет собой отношение мощности, отдаваемой усилителем в нагрузку, к суммарной мощности, потребляемой усилителем от источников питания.
Для ламповых усилителей КПД может определятся с учетом и без учета мощности, потребляемой цепями накала. Наиболее часто КПД усилителя рассчитывается без учета мощности, потребляемой цепями накала Рн, так как это дает возможность сравнивать экономичность работы ламп и транзисторов при различных электрических режимах работы.
5. Чувствительность.
Чувствительность усилителя характеризуется наименьшей величиной напряжения или тока входного сигнала при постоянной его частоте, при которой на выходе усилителя создается номинальная мощность или заданное напряжение. Чувствительность усилителя можно определить по амплитудной характеристике, показывающей зависимость выходного напряжения от входного.
Блок-схема усилителя.
В большинстве случаев усиление одного усилительного элемента бывает недостаточно, и в усилителе применяют несколько таких элементов, которые включаются так, чтобы электрические колебания, усиленные первым элементом, подводились ко второму, затем к третьему и т. д., т. е. чтобы сигнал усиливался отдельными ступенями. Часть схемы усилителя, составляющая одну ступень усиления, называется усилительной ступенью или усилительным каскадом.
Для наглядного изображения устройство усилителя применяют блок-схему, на которой прямоугольниками обозначают основные части (узлы) усилителя (Рис. 1).
Рис. 1. Блок-схема усилителя
Рассмотрим название отдельных частей (узлов) схемы [1]. Источником сигнала может являться любой источник тока, например, микрофон, звукосниматель, фотоэлемент и др. Предварительный усилитель усиливает напряжение, ток или мощность входного сигнала до необходимой величины, при которой будет нормально работать оконечный каскад усилителя. Предварительный усилитель может состоять из одного или нескольких каскадов предварительный усиления, количество которых будет определятся необходимым усилением сигнала. Если напряжение, ток или мощность, отдаваемые источником сигнала, достаточны для нормальной работы оконечного каскада, предварительный усилитель в составе усилителя не нужен. В каскадах предварительного усиления обычно применяются маломощные ламповые триоды и пентоды, а также транзисторы малой мощности.
Оконечный каскад усилителя предназначен для передачи в нагрузку заданной мощности или заданного напряжения сигнала. Нагрузкой усилителя в зависимости от его назначения может быть громкоговоритель, электроннолучевая трубка, реле или другие исполнительные устройства. В оконечном каскаде усилителя применяются так называемые выходные лампы - триоды и пентоды, рассчитанные на получение нужной выходной мощности или напряжения, а также транзисторы средней и большой мощности.
Исходные данные:
Uнm = 16 (В) - амплитуда напряжения на нагрузке;
Pн = 70 (Вт) - мощность на нагрузке;
Rн = 1,83 (Ом) - сопротивление нагрузки;
Iнm = 8,75 (А) - амплитуда тока на нагрузке;
Uвхm = 81 (мВ) - амплитуда входного напряжения;
Fн = 60 (Гц) - низшая частота усиливаемых сигналов;
Fв = 30 (кГц) - высшая частота усиливаемых сигналов.
Похожие статьи
-
Усилители звуковой частоты предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до...
-
Выбор и обоснование схемы электрической структурной - Блок сопряжения телефонной связи
В данном дипломном проекте рассматривается схема блока сопряжения. Блок представляет собой устройство с двумя усилителями и кнопкой вызова внешнего...
-
Существует несколько способов получения частотной (ЧМ) (фазовой (ФМ)) модуляции [3, 4, 5]. Угловая модуляция может быть получена прямым способом, когда...
-
Рис. 10. Усилитель мощности на основе повторителя - применена последовательная единичная ООС по напряжению (5.1) Операционный усилитель DA5 (рис. 10)...
-
Напряжения питания выходного каскада выбирают из условия Е=Uнm + U, (2.1) Где U равно сумме минимального напряжения на источнике тока Iо (1-2В) и...
-
Классификация усилителей К электронным усилителям относятся устройства, в которых функцию усиления электрических сигналов выполняют полупроводниковые...
-
Целью данного курсового проекта является разработка интегрирующего усилителя с выходным каскадом на транзисторах и проведение графоаналитического расчета...
-
Выбор и расчет выпрямителя и схемы фильтра, Выбор трансформатора, Заключение - Выбор трансформатора
Выберем выпрямитель, выполненный на блоках диодов, т. е. мостах (Рис. 18). Рис. 18. Схема выпрямителя U1 = 220 В U2 = В I2 = А Uпр = 1 В Требования к...
-
Проектирование блока питания - Выбор трансформатора
Блок питания в общем случае содержит 4 канала: источники Е+ и Е?? для питания выходного каскада и источники U+ и U?? питания ОУ....
-
Мощность трансформатора цеховой подстанции выбирается по формуле: (8) Где SР - расчетная мощность потребителей, SР = 1348.82 кВА; N - Число...
-
Введение, ИОН на стабилитронах - Источники опорного напряжения
В любой схеме стабилизатора требуется наличие опорного напряжения, с которым сравнивается величина выходного напряжения. Стабильность выходного...
-
Выбор структурной схемы и назначение блоков состава структуры - ЖК-телевизоры
В состав телевизора 5СЦТ входят следующие функциональные узлы: кассета обработки сигналов КОС (А1); селектор каналов всеволновой СК-1В (А1.1); модуль...
-
Выбор усилителя - Система автоматического регулирования гидроакустикой батискафа
Операционные усилители представляют собой широкий класс аналоговых микросхем, которые позволяют производить усиление аналоговых сигналов, придавать им...
-
Обоснование выбора электрической принципиальной схемы - Умножитель частоты
Выбранная структурная схема является однокольцевым УЧ. В настоящее время характеристики, указанные в техническом задании, хорошо реализуются на...
-
Умножители частоты, или как их называют в более развернутом виде, системы формирования дискретного множества частот, в настоящее время получили очень...
-
ФПУ является составной частью линейного тракта и служит связующим звеном между ВОК и приемником. Фотодиоды изготавливаются из разных материалов. Рабочие...
-
Расчет и выбор трансформатора Выбор силового трансформатора производится по расчетным значениям тока I 2ф , напряжению U 2ф , и типовой мощности S Т ....
-
Расчет элементов усилителя мощности - Выбор трансформатора
Резисторы, включенные параллельно эмиттерным переходам предоконечных транзисторов, предотвращают режим обрыва базы выходных транзисторов при запирании...
-
Введение - Блок сопряжения телефонной связи
Наша страна - родина радио. Изобрел радио гениальный русский ученый Александр Степанович Попов. Этому изобретению предшествовали многолетние исследования...
-
Введение - Проектирование усилителей электрических сигналов
Ускорение научно-технического прогресса и интенсификация производства невозможны без электронных средств автоматизации управления и контроля, которые...
-
В настоящее время радиопередающие устройства получили широкое распространение. Они находят применение в радиосвязи, в РЛС, в сотовой телефонии и в...
-
Расчет и выбор выпрямительных устройств - Электропреобразовательные устройства
В настоящее время в ЭПУ для питания телекоммуникационной аппаратуры электромеханических и электронных систем коммутации применяются как тиристорные...
-
Введение - Универсальный усилитель сигналов звуковой частоты
Усилитель сигналов звуковой частоты выполняет функцию усиления и коррекции сигналов звукового диапазона частот. В качестве источника такого сигнала может...
-
Выбор варакторных умножителей частоты обусловлен невозможностью реализации (сложности реализации) транзисторных умножителей на полученных частотах. Для...
-
Как известно, частота автоколебаний в таком генераторе определяется формулой (1), А затухание в частотно-зависимой ветви обратной связи на частоте 0 ....
-
Выбор и обоснование принципиальной схемы предварительного усилителя ФПУ В соответствии со структурной схемой приведенной ранее, ФПУ конструктивно делится...
-
Введение - Усилитель многоканальной системы передачи
Данное курсовое проектирование заключается в теоретической реализации многокаскадного усилителя по заданным параметрам. Проектирование следует начать с...
-
Выбор оконечных транзисторов, расчет площади теплоотводов - Выбор трансформатора
Выходные транзисторы выбираем по предельно-допустимым параметрам: (А) (3.1) (В) (3.2) (Вт) (3.3) Выбираем 2 p-n-p транзистора [3]: VT8: КТ712А VT9:...
-
Литература - Выбор трансформатора
1. Буланов Ю. А., Усов С. Н. Усилители и радиоприемные устройства. Изд. 2-е, переработ. и доп. Учебник для радиотехнических специальностей техникумов. -...
-
ВВЕДЕНИЕ - Выбор эксплуатационных материалов для узлов и агрегатов автомобиля Урал-4320
Правильный выбор и рациональное использование эксплуатационных материалов во многом определяют надежность и долговечность техники, затраты на ее...
-
Ремонт технический производственный Автомобильный транспорт России в силу ряда причин приобретает все большее значение. Автомобили широко используются во...
-
Трансформаторы тока выбираются: 1) по номинальному напряжению установки, UYcm (44) Где iУ - ударный ток КЗ по расчету; KЭд - кратность...
-
В связи с увеличением и расширением современной элементной базы, в настоящее время все более популярно стало использование радиопередающих устройств на...
-
Основы линейного кодирования. Полученный в результате квантования и двоичного кодирования цифровой поток оптимален с точки зрения ошибок квантования, но...
-
Используем в качестве предварительного усилителя мощности транзисторный усилитель. В качестве активного элемента в усилителе мощности будет...
-
Введение - Усилитель низкой частоты
Электроника широко внедряется практически во все отрасли науки и техники, поэтому знание основ электроники необходимо всем инженерам. Особенно важно...
-
Введение - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией
Человечество шагнуло в третье тысячелетие и теперь стало очевидным то, что все ускоряющийся и ускоряющийся темп жизни требует все большей и большей...
-
При выборе потребителей-регуляторов не следует забывать о затратах на саму систему управления. Количество потребителей-регуляторов должно быть небольшим,...
-
Микросхемы характеризуются следующими параметрами: Максимальное напряжение питания, Максимальное напряжение на входе и на выходе, Максимальный выходной...
-
Введение - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
В данной курсовой работе рассмотрена схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) последовательного счета. В этом курсовом используется АЦП с...
Введение - Выбор трансформатора